Судовые электроприводы
Определение мощности электродвигателя, необходимой для вращения насоса. Выбор конструкции двигателя, соответствующей условиям работы данной машины. Схема пуска и защиты двигателя. Выбор преобразователя частоты, аппаратов коммутации, управления и защиты.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 06.10.2023 |
| Размер файла | 206,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.Allbest.Ru/
Курсовая работа
Тема:
Судовые электроприводы
1. Исходные данные
Механизм - насос.
Qфакт = 70 м3/ч
Нстат = 20 м
Нн = 80 м
k = 0,006
с = 1020 кг/м3 (вода морская)
На основании полученных исходных данных строятся характеристики трубопровода и насоса по следующим выражениям:
- для характеристики трубопровода;
- для характеристики насоса,
- статическая высота напора, м;
Q - производительность насоса, м3/ч;
Н - полный напор жидкости, м.
Н = 20 + 0,006*702 = 49,4 (м)
Н = 80 - 0,006*702 = 50,6 (м)
Мощность электродвигателя, необходимая для вращения насоса определяется следующим выражением:
,
g - ускорение свободного падения;
с - плотность перекачиваемой жидкости, кг/м3;
об - коэффициент, учитывающий потери через неплотности
зн - КПД насоса.
Pдв = *10-3 = 41410 (Вт)
Из каталога выбираем двигатель ближайшей большей мощности и скорости, имеющий конструктивное исполнение, соответствующее условиям работы данной рабочей машины.
Электродвигатель - 4A200L4У3, 1500 об/мин.
Номинальная мощность, P2ном - 45 кВт;
КПД, зн - 0,92;
Коэффициент мощности, cosц - 0,90;
Номинальное линейное напряжение, Uном - 380 В;
Коэффициент кратности пускового тока, КI - 7,0;
Время пуска двигателя, tn - 5 с.
Род тока - переменный, 50 Гц.
Рис. 1 - Схема пуска и защиты двигателя
Определим номинальный ток:
Iн. дв = = = 82,56 (А)
Пусковой ток:
Iпуск = KI * Iн. дв = 7*82,56 = 577,9 (А)
2. Выбор преобразователя частоты
конструкция электродвигатель преобразователь пуск защита
Для асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором преобразователь частоты берется той же мощности, что и сам двигатель. Если асинхронный двигатель с фазным ротором, то преобразователь частоты берется следующий по мощности.
Выбираем преобразователь - Altivar 61 ATV61HD45N4.
Мощность, указанная на заводской табличке двигателя: 45 кВт (60 л.с.);
Сеть: линейный ток при 320 В - 104 А, полная мощность - 68,5 кВА, мак. линейный ток КЗ - 22 кА;
Преобразователь: макс. ток в номинальном режиме - 94 А, макс. переходный ток в течение 60 с - 112,8 А.
Частота питания: 50 Гц
Масса: 44 кг
Все преобразователи частоты серии Altivar мощностью ? 200 кВт оснащены тормозными транзисторами, предназначенные для сброса энергии в тормозных режимах. При этом тормозные ключи преобразователей допускают кратковременное протекание тока, равного:
I = 1,75*94 = 164,5 (А)
При выборе тормозного резистора, следует учесть следующее соотношение:
Iтм - ток, проходящий через тормозной модуль.
Iтм ? 94
Ток определяется по следующему выражению:
Uт - напряжение при торможении;
Rт - величина сопротивления тормозного резистораТогда в соответствии с последними выражениями можно вывести следующее соотношение:
Тогда величина сопротивления тормозного резистора определиться следующем выражением:
Rт ? Rт ? 4,04 Ом
При выборе тормозного резистора необходимо также учесть мощность, которая будет рассеиваться на этом резисторе. Она определяется из следующего уравнения:
,
Мощность Pэл определяется по следующему выражению:
Pэл =45000*0,92 = 41400 (Вт)
Тогда величина сопротивления тормозного резистора определится следующим выражением:
Rт ? Rт ? 4,68 (Ом)
Ррас ? 41400 Вт
Выбираем резистор из промежутка 4,04…4,68 Ом
Rт = 4,2 Ом
3. Выбор аппаратов коммутации, управления и защиты
Автоматические выключатели.
Выбираются по номинальным току и напряжению, роду тока, предельной коммутационной способности, электродинамической и термической стойкости, собственному времени включения. Все их параметры должны соответствовать работе ЭП как в обычном, так и аварийном режимах, а конструктивное исполнение - условиям размещения.
Максимальная токовая защита не должна срабатывать при пуске двигателя, для чего её уставку необходимо выбирать из соотношения:
Iпуск - пусковой ток двигателя;
kн = 1,5...2,2 -коэффициент, учитывающий вид расцепителя и возможный разброс тока его срабатывания относительно уставки.
Iу.м. ? 1,5*577,9 Iу.м. ? 866,8 А
Защита от перегрузки (тепловая защита) считается эффективной при следующем соотношении тока её уставки и номинального тока двигателя:
Iу.т. = 1,25*82,56 = 103,2 (А)
Электромагнитные аппараты (контакторы, реле, магнитные пускатели)
К числу показателей, по которым они выбираются, относятся характер и значения напряжений главной цепи и цепи управления (включающих катушек); коммутационная способность контактов и их число, допустимая частота включений; режим работы; категория размещения; степень необходимой защиты от воздействия окружающей среды.
Кнопки и ключи управления выбираются по роду и уровню напряжения, значению коммутируемого тока, числу коммутируемых цепей, требуемой степени защиты, климатическим условиям, электрической и механической износостойкости.
Предохранители
Выбор плавкой вставки предохранителя определяется пусковым током двигателя, т. е. она не должна перегорать при его пуске.
Для АД с короткозамкнутым ротором ток плавкой вставки при времени пуска до 5 с:
Iп.в. = = 231,2 (А)
Реле максимального тока
Уставка тока при защите АД с короткозамкнутым ротором выбирается в соответствии с соотношением:
Iу.т. = 1,2*577,9 = 693,5 (А)
Расчетные данные электродвигателей серии 4А. 50Гц. 380/220 В
|
Типоразмер эл. двигателя |
P2ном, кВт |
Механическая характеристика |
Энергетические показатели |
Параметры схемы замещения, отн. ед. |
|||||||||||
|
mп |
mк |
КПД, % |
Jд, кг*м2 |
сos ц |
Хµ |
В номинальном режиме |
При коротком замыкании |
||||||||
|
R`1 |
Х`1 |
R``2 |
Х``2 |
R``2п |
Rкп |
Хкп |
|||||||||
|
Синхронная частота вращения 1500 об/мин |
|||||||||||||||
|
4А71В4У3 |
0,75 |
2,0 |
2,2 |
72 |
0,0014 |
0,73 |
1,5 |
0,11 |
0,084 |
0,11 |
0,2 |
0,11 |
0,23 |
0,22 |
|
|
4А80А4У3 |
1,11, |
20 |
2,2 |
75 |
0,0032 |
0,81 |
1,7 |
0,12 |
0,078 |
0,068 |
0,12 |
0,071 |
0,2 |
0,14 |
|
|
4А80В4У3 |
1,5 |
2,0 |
2,2 |
77 |
0,0033 |
0,83 |
1,9 |
0,12 |
0,078 |
0,069 |
0,12 |
0,072 |
0,19 |
0,15 |
|
|
4А90L4У3 |
2,2 |
2,1 |
2,4 |
80 |
0,0056 |
0,83 |
2,1 |
0,098 |
0,076 |
0,06 |
0,13 |
0,063 |
0,16 |
0,14 |
|
|
4А100S4У3 |
3,5 |
2,0 |
2,4 |
82 |
0,0087 |
0,83 |
2,2 |
0,078 |
0,079 |
0,053 |
0,13 |
0,057 |
0,14 |
0,14 |
|
|
4А100L4У3 |
4 |
2,0 |
2,4 |
84 |
0,011 |
0,84 |
2,4 |
0,067 |
0,079 |
0,053 |
0,14 |
0,058 |
0,13 |
0,15 |
|
|
4А112М4У3 |
5,5 |
2,0 |
2,2 |
85,5 |
0,017 |
0,85 |
2,8 |
0,064 |
0,078 |
0,041 |
0,13 |
0,048 |
0,11 |
0,14 |
|
|
4А132S4У3 |
7,5 |
2,2 |
3,0 |
87,5 |
0,028 |
0,86 |
3 |
0,048 |
0,085 |
0,033 |
0,13 |
0,04 |
0,088 |
0,15 |
|
|
4А132М4У3 |
11 |
2,2 |
3,0 |
87,5 |
0,04 |
0,87 |
3,2 |
0,043 |
0,085 |
0,032 |
0,13 |
0,039 |
0,082 |
0,15 |
|
|
4А160S4У3 |
15 |
1,4 |
2,3 |
88,5 |
0,10 |
0,88 |
4 |
0,047 |
0,086 |
0,025 |
0,13 |
0,038 |
0,085 |
0,15 |
|
|
4А160М4У3 |
18,5 |
1,4 |
2,3 |
89,5 |
0,13 |
0,88 |
4,3 |
0,042 |
0,085 |
0,024 |
0,13 |
0,037 |
0,079 |
0,14 |
|
|
4А180S4У3 |
22 |
1,4 |
2,3 |
90 |
0,19 |
0,9 |
4 |
0,041 |
0,08 |
0,021 |
0,12 |
0,034 |
0,076 |
0,15 |
|
|
4А180М4У3 |
30 |
1,4 |
2,3 |
91 |
0,23 |
0,89 |
3,9 |
0,034 |
0,068 |
0,018 |
0,12 |
0,031 |
0,064 |
0,13 |
|
|
4А200М4У3 |
37 |
1,4 |
2,5 |
91 |
0,37 |
0,9 |
4,4 |
0,039 |
0,086 |
0,018 |
0,14 |
0,035 |
0,074 |
0,16 |
|
|
4А200L4У3 |
45 |
1,4 |
2,5 |
92 |
0,45 |
0,9 |
4,6 |
0,034 |
0,082 |
0,017 |
0,14 |
0,034 |
0,069 |
0,16 |
|
|
4А225М4У3 |
55 |
1,3 |
2,5 |
92,5 |
0,64 |
0,9 |
4,2 |
0,027 |
0,086 |
0,015 |
0,14 |
0,03 |
0,058 |
0,15 |
|
|
4А250S4У3 |
75 |
1,2 |
2,3 |
93 |
1,0 |
0,9 |
4,4 |
0,025 |
0,089 |
0,014 |
0,11 |
0,027 |
0,052 |
0,15 |
|
|
4А250М4У3 |
90 |
1,2 |
2,3 |
93 |
1,2 |
0,91 |
5 |
0,024 |
0,093 |
0,014 |
0,12 |
0,029 |
0,054 |
0,15 |
|
|
4А280S4У3 |
110 |
1,2 |
2,0 |
92,5 |
2,3 |
0,9 |
4,9 |
0,023 |
0,122 |
0,019 |
0,16 |
0,048 |
0,071 |
0,21 |
Преобразователи частоты Altivar 61
|
Преобразователи IP 20 со встроенным фильтром ЭМС категории С2 или С3 |
|||||||||||
|
Двигатель |
Сеть |
Altivar 61 |
|||||||||
|
Мощность, указанная на заводской табличке |
Линейный ток |
Полная мощность |
Макс. линейный ток к.з. |
Макс. ток в устан. режиме |
Макс. переходный ток в течение 60 с |
№ по каталогу |
Масса |
||||
|
380 В |
480 В |
380 В |
380 В (МЭК) |
460 В (NEC) |
|||||||
|
кВт |
л.с. |
A |
A |
кВА |
кА |
A |
A |
кг |
|||
|
Трехфазное напряжение питания: 380 - 480 В, 50/60 Гц |
|||||||||||
|
0.75 |
1 |
3.7 |
3 |
2.4 |
5 |
2.3 |
2,1 |
2.7 |
ATV61H075N4 |
3 |
|
|
1,5 |
2 |
5.8 |
5.3 |
3.8 |
5 |
4.1 |
3.4 |
4.9 |
ATV61HU15N4 |
3 |
|
|
2.2 |
3 |
8.2 |
7.1 |
5.4 |
5 |
5.8 |
4.8 |
6.9 |
ATV61HU22N4 |
3 |
|
|
3 |
- |
10.7 |
9 |
7 |
5 |
7.8 |
6.2 |
9.3 |
ATV61HU30N4 |
4 |
|
|
4 |
5 |
14.1 |
11,5 |
9.3 |
5 |
10.5 |
7.6 |
12.6 |
ATV61HU40N4 |
4 |
|
|
5.5 |
75 |
20.3 |
17 |
13.4 |
22 |
14.3 |
11 |
17,1 |
ATV61HU55N4 |
5.5 |
|
|
7.5 |
10 |
27 |
22.2 |
17.8 |
22 |
17.6 |
14 |
21,1 |
ATV61HU75N4 |
5.5 |
|
|
11 |
15 |
36.6 |
30 |
24,1 |
22 |
27.7 |
21 |
33.2 |
ATV61HD11N4 |
7 |
|
|
15 |
20 |
48 |
39 |
31.6 |
22 |
33 |
27 |
Э9.6 |
ATV61HD15N4 |
22 |
|
|
18.5 |
25 |
45.5 |
37.5 |
29,9 |
22 |
41 |
34 |
49.2 |
ATV61HD18N4 |
22 |
|
|
22 |
30 |
50 |
42 |
32.9 |
22 |
48 |
40 |
57.6 |
ATV61HD22N4 |
30 |
|
|
30 |
40 |
66 |
56 |
43.4 |
22 |
66 |
52 |
79.2 |
ATV61HD30N4 |
37 |
|
|
37 |
50 |
84 |
69 |
55,3 |
22 |
79 |
65 |
94.8 |
ATV61HD37N4 |
37 |
|
|
45 |
60 |
104 |
85 |
68,5 |
22 |
94 |
77 |
112.8 |
ATV61HD45N4 |
44 |
|
|
55 |
75 |
120 |
101 |
79 |
22 |
116 |
96 |
139.2 |
ATV61HD55N4 |
44 |
|
|
75 |
100 |
167 |
137 |
109.9 |
22 |
160 |
124 |
192 |
ATV61HD75N4 |
44 |
Библиографический список
1. Онищенко, Г.Б. Электрический привод: учебник / Г.Б. Онищенко; доп. мин. образов. РФ для студентов вузов электротех спец. - М.: Академия, 2006. - 288с.
2. Москаленко, В.В. Электрический привод: учебник / В.В. Москаленко; доп. мин. образов. РФ для студ. вузов электротех. спец. - М.: Академия, 2007. - 368 с.
3. Чиликин, М.Г. Общий курс электропривода / М.Г. Чиликин, А.С. Сандлер. - М.: Энергоатомиздат, 1981
4. Ключев, В.И. Теория электропривода: учебник / В.И. Ключев. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 560 с.
Размещено на Allbest.Ru
Подобные документы
Выбор магнитного пускателя для защиты асинхронного двигателя. Выбор низковольтных и высоковольтных аппаратов в системах электроснабжения. Схема пуска и защиты двигателя. Соединение понижающих трансформаторов со сборными шинами низкого напряжения.
практическая работа [4,8 M], добавлен 21.10.2009Выбор электрооборудования по климатическому исполнению и по категории размещения, по степени защиты и по напряжению. Выбор мощности электродвигателя и частоты вращения электродвигателя. Проверка устойчивости пуска. Выбор передаточного устройства.
контрольная работа [126,9 K], добавлен 06.09.2012Построение нагрузочной диаграммы электродвигателя привода. Определение необходимой мощности асинхронного двигателя привода. Расчет продолжительности пуска электродвигателя с нагрузкой. Электрическая схема автоматического управления электродвигателем.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 07.05.2019Выбор рода тока и напряжения двигателя, его номинальной скорости и конструктивного исполнения. Расчёт мощности и выбор электродвигателя для длительного режима работы. Устройство и принцип действия двигателя постоянного тока. Выбор двигателя по мощности.
курсовая работа [3,5 M], добавлен 01.03.2009Выбор контакторов и магнитного пускателя для управления и защиты асинхронного двигателя. Схема прямого и обратного пуска. Реализация реверсирования двигателя. Пускатели электромагнитные, тепловые реле. Принцип действия и конструкция, условия эксплуатации.
контрольная работа [876,6 K], добавлен 25.03.2011Кинематические схемы электроприводов. Требования к системе автоматики. Выбор рода тока и величины питающих напряжений. Расчет мощности и регулирование частоты вращения двигателя сырьевой мельницы. Выбор аппаратов защиты и управления, кабелей и проводов.
курсовая работа [383,3 K], добавлен 24.03.2016Назначение и техническая характеристика крана. Расчет мощности и выбор двигателя привода. Определение электрических параметров и выбор тиристорного преобразователя и его элементов и устройств. Выбор основных электрических аппаратов управления и защиты.
курсовая работа [6,7 M], добавлен 09.01.2013Схема преобразователя частоты и выбор элементов его защиты. Расчёт параметров выпрямителя, его силовой части и параметров силового трансформатора. Анализ функционирования систем управления управляемым выпрямителем и автономным инвертором напряжения.
курсовая работа [1015,1 K], добавлен 29.06.2011Расчеты цепи питания асинхронного двигателя, параметров трансформатора, сопротивлений и токов короткого замыкания. Выбор электрических аппаратов управления защиты, автоматических выключателей низковольтного устройства. Общая схема электроустановки.
курсовая работа [455,5 K], добавлен 06.06.2012Функции аппаратуры управления и защиты, ее классификация. Выбор электрических аппаратов по роду тока, числу полюсов, мощности, режиму работы, условиям управления и защиты. Определение напряжения срабатывания защитного реле. Основы электробезопасности.
контрольная работа [31,9 K], добавлен 27.11.2012